Виды шамотного кирпича — для чего предназначен

Огнеупорный кирпич включает кварцевые, углеродистые, основные виды кладочных камней, к этой же категории относят и шамотный кирпич. Его чаще всего применяют для футеровки при обустройстве топочных камер, т. к. материал имеет высокую температурную стойкость и малую теплопроводность. Кирпичная оболочка предохраняет печную кладку от непосредственного взаимодействия с пламенем, элементы выдерживают долгий нагрев до показателей +1000°С, не теряя при этом прочности.

Описание шамотного кирпича

Внешний вид шамотного кирпича

Изделия производят обжигом смеси из шамотного порошка и мелкодисперсной глины с огнеупорными свойствами. Для процедуры используют высокие температуры на разных этапах от сушки при +200°С до спекания при +1450°С.

В процессе нагревания выходят остатки влаги. При интенсивном выделении изделие может покрыться трещинами, поэтому температуру повышают постепенно. При +400° — +600°С в растворе разлагается каолинит с дополнительным выделением воды. Общая усадка в процессе производства составляет 2,5 – 3,0%.

Как выглядит шамотный кирпич:

  • поверхность имеет песочно-желтый цвет;
  • на ложке, тычке и боковой плоскости наблюдается зернистость;
  • размеры огнеупорного кирпича соответствуют параметрам: 230 х 113 х 65 мм или 230 х 123 х 65 мм.

Для лицевой кладки печи выпускают клиновидные, трапециевидные и прямоугольные элементы.

Технология не предусматривает передержку больше положенного времени в критических условиях, т. к. на поверхности образуется стекловидная пленка. Такие элементы (железняки) прочные, но плохо соединяются раствором, их в печи не применяют, только для фундаментов. Шамотный кирпич в маркировке содержит букву «Ш».

Разные виды обладают отличными друг от друга характеристиками, но можно выделить усредненный диапазон показателей, характеризующих шамотный огнеупорный кирпич:

  • огнестойкость в пределах +1000° — +1600°С;
  • плотность изделий колеблется от 1700 до 1900 кг/м³;
  • прочность на сжатие — 75 – 250 кг/см²;
  • морозостойкость — выдерживает 15 – 20 этапов замораживания/таяния;
  • пористость материала — 3 – 85%;
  • коэффициент проводимости тепла 0,5 – 0,85 Вт/(м·К).

Шамотный кирпич отличается большей стойкостью к щелочам, в отличие от кварцевых камней.

Валера
Валера
Голос строительного гуру
Задать вопрос
Шамотные изделия в конструкции печи медленно накапливают тепловую энергию, затем постепенно отдают ее при остывании. Нельзя устанавливать материал, если высокая температура сочетается с влажностью более 80%.

Сфера применения

Топка выложена шамотным кирпичом

Используется в наиболее ответственных местах кирпичной кладки, поэтому уделяют внимание качеству при производстве продукции. Шамотный кирпич предназначается чаще всего для обкладки и футеровки камер в конструкции печи для сжигания дров, угля. Тело очага может быть выполнено из рядового красного кирпича, а для топки внутри ставят жаропрочный кирпич.

Футеровка представляет собой внутреннюю облицовку материалом, стойким к химии, износу, огнеупорным. Он должен иметь низкую проводимость тепла. Футеровку применяют на закрытых поверхностях металлоплавильных печей, разливных промышленных ковшей, топок котлов, домен, шахт.

Функции внутренней футеровки:

  • защищает плоскость стены от термического, механического, химического воздействия;
  • в горной металлургии слой предохраняет оборудование от ударов, налипания спекшихся веществ, истирания;
  • усиливает стойкость к прямому огню основных материалов кладки печей, очагов;
  • в домнах защищает кожухи от критических температур разрушения, взаимодействия с раскаленным металлом, шлаками.

Перед кладкой печи делают проект с порядовочными чертежами. На схемах жаростойкий кирпич показывают заштрихованными элементами, чтобы просчитать нужное количество деталей для установки в печи. Стоимость таких элементов выше рядовых керамических камней, поэтому точность подсчетов выходит на первый план.

По условиям работы огнеупорных деталей в металлоплавильных агрегатах выделяют зоны:

  • нижняя, где располагают горн, область фурм, характеризуется температурой +1300° — +1600°С;
  • верхняя, где находится шахта, распар и колошник, в ней нагрев идет до +200° — +1300°С.

На обоих участках применяют шамотный термостойкий кирпич с большим содержанием белой глины. Характеристики материала играют в этих местах первостепенную роль.

Плюсы и минусы шамотного кирпича
Устойчиво переносит длительный разогрев до температуры +1000°С, при этом не снижается прочность, плотность, не происходит просадка по размерам
Может многократно раскаляться и остывать без потери первоначальных характеристик
Обладает высокой тепловой инерцией
Сохраняет размеры и выдерживает изменение габаритов соседних материалов и деталей до 0,5 – 1,0 % от их объема
Не вступает в реакцию с химически активными компонентами, которые содержатся в отработанных газах и конденсате
Материал является газонепроницаемым, поэтому не передает наружу дым и газы от сгорания топлива
Высокая стоимость, из-за чего применение кирпича ограничено определенными зонами в кладке печки
Твердость материала мешает в процессе обработки и строительства. Для резки нужны специальные пилы и станки с абразивными дисками
Отличается малой стойкостью к повышенной влажности при большой температуре
Кладку производят с более точным соблюдением технических рекомендаций и условий, по сравнению со стандартным кладочным массивом

Срок службы материала (во многом зависит от условий):

  • в домнах — 3 – 10 лет;
  • в зоне передвижения сталей — 40 – 1500 часов;
  • в миксерах, передвижных ковшах 20 – 1500 минут.
Особенности огнеупорного кирпича
Стойкость к высоким температурам
5
Тепловая инерция
5
Стоимость
3
Итого
4.3
Высокая стоимость огнеупорного кирпича объясняется отсутствием аналогов со схожими характеристиками.

Сырье и состав

В массу для производства кирпича включают около 70% шамота — огнеупорной глины. Это главный компонент смеси. Белая каолиновая глина податливая и пластичная в природном виде, поэтому не подходит для производства твердых продуктов с постоянной формой. Сначала вещество обжигают, а после затвердения его размалывают до порошкообразного вида. В итоге получается огнеупорная глина со всеми необходимыми характеристиками надежности и прочности.

Шамот делают из компонентов:

  • огнеупорная шамотная глина;
  • песок
  • вода.

Песок берут кварцевых пород с содержанием кремнезема на уровне 75 – 80%, его измельчают перед введением в сырьевую массу.

Виды шамотного кирпича

Плотность кирпича определяется процентом пустот

Метод формирования камней служит для подразделения продукции на виды: литая из шликера, выпущенная пластичным или полусухим способом, плавленая, термопластичная, прессованная под действием высоких температур.

По плотности кирпичи с огнестойкими качествами бывают:

  • особо плотные, в них пустот содержится не больше 3%;
  • высокоплотные изделия — пористость не больше 10%;
  • плотные, с показателем в диапазоне 10 – 16%;
  • уплотненные — до 20%;
  • средней плотности — 20 – 30%;
  • повышенно пористые — 30 – 45%;
  • легковесные кирпичи — концентрация пустот 45 – 85%;
  • ультралегкие материалы — пор свыше 85%.

Некоторые пользователи волнуются, что стройматериал может оказать вредное действие на здоровье, но многочисленные исследования этого не подтверждают, наоборот, натуральный состав говорит об экологической чистоте материала.

Выпускают разные марки шамотных камней, обозначение ставится на каждом изделии:

  • ША, ШАК, ШБ относят к универсальной категории, из элементов делают камины, бытовые печи. Прочные камни имеют идеальное сочетание стоимости и качества.
  • ШУС, ШВ отличаются большой теплоемкостью. Их устанавливают в промышленных агрегатах-печах для выкладки поверхностей внутри газоходов и шахт.
  • ПБ чаще всего применяют в конструкции барбекюшниц, жаровен.
  • ПВ также применяют внутри бытовых очагов и каминных печей. Из них делают газовые емкости в колпаковых агрегатах.
  • ШК — эта марка остается незаменимой при возведении производственных домен по переработке кокса.
  • ШЛ относят к легковесным категориям большой ячеистости, используют в очагах и печках с невысокой температурой накала (до +1300°С). Чаще ставят в домашних и небольших промышленных агрегатах.
  • ШЦУ используют в передвижных ковшах с раскаленным металлом, также во вращающихся топках.

Для ячеистых материалов применяют пористые типы глин и шамота, последнего должно содержаться в массе не больше 15 – 20%. Для легких разновидностей используют глину с включением перлитовых частиц, поэтому такие изделия не способны выдерживать промышленных температур, их применяют для домашних печек, устройства дымоходов. Пористые кирпичи значительно повышают возможность скоростного нагрева футеровки, поэтому реже трескаются от возникающего пара.

Особенности применения огнеупорного кирпича

Высококачественные кирпичи для металлоплавильных печей должны иметь большой коэффициент химической и температурной устойчивости, не проводить выделяемых газов от сгорания топливной массы и преобразования шлаков. Увеличение срока работы шахт и домен является основным направлением, поэтому упор делают на применение огнеупорных видов футеровки. Кроме этого, материал должен переносить тепловые удары и агрессивное сочетание жары, пара и агрессивной химии (шлака, щелочи, кислот).

Для бытового использования имеет значение небольшой вес блоков, одно изделие имеет массу 3,4 – 4,0 кг. В соответствии с ГОСТ 390 такие продукты не должны весить больше четырех килограммов.

Топка домашней печи с огнестойкой футеровкой сохраняет на 15 – 20% больше энергии, чем без обкладки.

Имеет значение период остывания печного очага. Наружные стенки получают накопленную внутреннюю энергию от шамотной оболочки, поэтому длительное время сохраняются теплыми. Применение кирпичей уменьшает количество открывания дверки камеры сгорания и подкидывания дров, угля.

Раствор для кладки огнеупорных камней

Внешний вид правильно приготовленного раствора

Кладку ведут с применением специальной смеси, компоненты которой обладают аналогичными свойствами с кирпичом. Стандартный цементно-песчаный раствор не применяют, т. к. он не соответствует предъявляемым требованиям. В процессе работы камина или печи он от нагревания трескается, распадается. В итоге целостность стенок нарушается, выделяется ядовитый угарный газ.

Требования к раствору:

  • вязкость, адгезия к шамотному кирпичу;
  • прочность наравне с кладочным материалом;
  • привлекательный вид (для наружных стенок);
  • длительность работы;
  • термостойкость.

Готовые сухие смеси продают в строительных магазинах. Их разводят водой и тщательно перемешивают. Недостатком является высокая стоимость, поэтому такие растворы готовят собственноручно.

Берут компоненты:

  • шамотная огнеупорная глина;
  • шамотный песок;
  • вода, она должна быть мягкой, например, дождевая, в ней не допускают жирных и соленых примесей.

Глину замачивают в емкости на 2 – 3 суток так, чтобы покрыть все вещество. Перемешивают 2 – 4 раза в день, после окончания выдержки глину протирают сквозь сито с отверстиями 3 х 3 мм.

После этого вводят тонкопросеянный шамотный песок в концентрации 1:2, а воду вливают так, чтобы получить раствор в виде густой сметаны. Проверяют, положив на лопату и перевернув вертикально — при этом идеальная масса медленно сползает, и не оставляет следа на инструменте.

Правила выбора и отбраковки кирпича

Способы проверки описывают в нормативных документах, одним из которых является ГОСТ 54.02.1 – 2000 или ГОСТ 40.69 – 1969. Для проверки соответствия прочности, плотности и других показателей нужно сложное оборудование, которого у покупателя быть не может. Поэтому продавец должен предоставить качественный сертификат о пройденных испытаниях в заводских лабораторных условиях.

Осмотр на месте включает:

  • выявление сколов, наплывов, растрескивания поверхности;
  • проверку ровности граней, кромок, прямоугольности;
  • проверку звучания — при ударе по элементу молотком должен быть звонкий металлический отзвук;
  • контроль линейных отклонений от размеров шамотного кирпича — не должны превышать 2 мм от нормативных.
Валера
Валера
Голос строительного гуру
Задать вопрос
Недожженный материал при ударе звучит глухо. Опасность приобретения таких изделий в том, что изменены прочностные характеристики, поэтому печка может развалиться при отопительном процессе. Обращают внимание на плотность кирпича — пористые разновидности быстрее нагреваются и остывают.
Оцените статью
СтройДвор
Добавить комментарий

Выберите лишнее изображение, чтобы отправить комментарий